ThreadLocal的使用
除了控制资源访问外,还可以通过增加资源来保证线程安全,ThreadLocal主要解决为每个线程绑定自己的值,相当于增加了一个副本,在进行数据库访问的时候,多个线程需要自己独立的 static 成员变量吗,那就需要使用ThreadLocal。
什么是Lock显示锁
锁分为内部锁和外部锁,内部锁是通过synchronized实现的,显示锁lock是在JDK5中新增的,最常见的实现类是 ReentrantLock、ReadLock、WriteLock,可以起到 “锁” 的作用,由ReentrantLock实现类,ReentrantLock锁被称为可重入锁,它的功能比synchronized多。
Lock接口有5个方法1个条件,
public void lock() { } public void lockInterruptibly() throws InterruptedException { } public boolean tryLock() { } public boolean tryLock(long timeout, TimeUnit unit){ } public void unlock() { } public Condition newCondition() { }
Lock锁的使用
Lock 有 4 种加锁方法,其中 lock 是最基础的。Lock 获取锁和释放锁都是显式的,不像 synchronized 是隐式的。所以 synchronized 会在抛异常时自动释放锁,而 Lock 只能是主动释放,加解锁都必须有显式的代码控制。
lock()、unlock()方法
import java.util.concurrent.locks.Lock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; public class Text21 { public static void main(String[] args) { Runnable r=new Runnable() { @Override public void run() { sm(); } }; new Thread(r).start(); new Thread(r).start(); new Thread(r).start(); } public static Lock lock=new ReentrantLock(); public static void sm() { lock.lock();//获得锁 for (int i = 0; i < 100; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+i); } lock.unlock();//释放锁 } }
lock的获得和释放就相当于synchronized代码块
trylock(定时锁)方法
trylock(long time,TimeUnit unit)的作用在给定的等待时长内锁没有被另外的线程持有,并且当前线程也没有被中断,则获得该锁,通过该方法可以实现锁对象的限时等待
import java.util.concurrent.TimeUnit; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; public class TryLockText { public static void main(String[] args) { TimeLock timeLock=new TimeLock(); Thread t1=new Thread(timeLock); Thread t2=new Thread(timeLock); t1.start(); t2.start(); } static class TimeLock implements Runnable { static ReentrantLock reentrantLock=new ReentrantLock(); @Override public void run() { try { if(reentrantLock.tryLock(3, TimeUnit.SECONDS))//3秒内获得锁返回true { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获得锁"); Thread.sleep(4000); } else System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"没有获得锁"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { if(reentrantLock.isHeldByCurrentThread())//如果锁被当前线程持有 { reentrantLock.unlock();//释放锁 } } } } }
Thread-0在获得锁之后休眠了4秒,Thread-1尝试等待3秒获得锁,还没有获得就不会继续等待了,释放锁了。
trylock()
仅在调用的时候锁定未被其他线程持有的锁,如果调用此方法时,被其他方法占用则放弃返回false.
trylock可以用来避免死锁,线程在获取在尝试获取Thread-0,获取不到一直尝试获取,获取到了继续获取Thread-1,如果获取不到Thread-1就会释放Thread-0,这样避免了死锁,两个锁都不会被对方占用而无法释放。
lockInterruptibly方法
lockInterruptibly方法表示当前线程没有被中断就可以获得锁,如果中断就会产生异常
一个线程在等待锁,只有两种结果,要么获得锁继续执行,要么就是在等待锁,可以理解为不限时的trylock,对于可重入锁来说还有一种可能,就是在需要的时候取消对锁的请求。
通过在使用lock的时候,lockInterruptibly方法也可以避免死锁的产生
newCondition方法
关键字synchronized与wait、notify这两个方法一起使用可以实现等待/通知模式,Lock的newCondition方法返回Condition对象,Condition类也可以实现等到/通知模式。
使用notify通知时,JVM会随机唤醒,Condition类可以进行选择性通知,比较常用的两个方法:
await():会使当前线程等待,同时释放锁
signal():用于唤醒一个线程
注意:在调用Condition的await、signal方法前也需要线程持有相关的锁。例如
import java.util.concurrent.locks.Condition; import java.util.concurrent.locks.Lock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; public class ConditionText { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Text24 text24=new Text24(); text24.start(); Thread.sleep(3000);//睡眠三秒唤醒子线程 lock.lock();//指定锁 并锁住 condition.signal();//在唤醒之前需要持有锁 lock.unlock(); } static Lock lock=new ReentrantLock(); static Condition condition=lock.newCondition(); static class Text24 extends Thread { @Override public void run() { lock.lock(); System.out.println("begin---》"); try { condition.await(); System.out.println("wait--》"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { lock.unlock(); System.out.println("解锁成功"); } } } }
公平锁与非公平锁
大多数情况下,锁的申请都是非公平的,如果i当线程1线程2都在请求锁A,当锁A可用时,系统只是会从阻塞队列中随机的选择一个线程,并不能保证公平性。
公平的锁会按照时间的先后顺序,保证先到先得,公平锁这一特点不会出现线程饥饿现象。
synchronized内部锁就是非公平的,Reentrantlock(boolean fair),在创建锁的时候可以传递实参为true,就可以实现公平锁。
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; public class Text25 { static ReentrantLock lock=new ReentrantLock(); public static void main(String[] args) { Runnable runnable=new Runnable() { @Override public void run() { while (true) { lock.lock(); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获得了锁对象"); lock.unlock(); } } }; for (int i = 0; i < 5; i++) { new Thread(runnable).start(); } } }
这里一直是同一个线程一直获得锁对象,而不是差不多分配好的。这里明显的是非公平锁,系统倾向于再次获得已经持有的锁,这种分配是高效的但是非公平。
为了实现公平锁,只需要在ReentrantLock方法传入参数true,表示实现公平锁
但是要实现公平锁,必须要求系统维护一个有序对队列,实现成本较高,不是特别的需求,一般不使用公平锁。
Reentrantlock常用方法
int getHoldCount()//可以返回调用lock()方法的次数 int getQueueLength()//可以返回等待获得锁的线程预估数量 int getWaitQueueLength()//返回Condition条件相关的线程预估数量 boolean hasQueuedThread()//查询指定的线程是否还有线程在等待获得该锁 boolean hasWaiters()//查询线程是否有线程正在等待指定以Condition boolean isHeldByCurrentThread()//判断当前线程是否持有该锁 boolean isLocked()//判断锁是否被线程持有